双向可控硅电压调稳器制造技术

双向可控硅电压调整器是一种交流移相控制，通过调节双向可控硅供电装置的控制角来调整交流网络中的电压，使输出信号始终与电网值直接同步地前沿可移、后沿固定的变脉宽脉冲，控制对象可以是阻性负载，也可是感性负载，广泛适用于金属热处理、食品、轻工、石油化工、冶金各行业．（*该技术在1996年保护过期，可自由使用*）

Bidirectional thyristor voltage regulator

Bidirectional thyristor voltage regulator is an AC phase control, to adjust the AC voltage in the network by controlling the bidirectional thyristor power supply device of the angle, the output signal is always directly synchronization can be moved along the frontier, after fixed variable pulse width pulse value and power control object can be a resistive load, but also emotional the load, is widely used in the heat treatment of metals, food, light industry, metallurgy, petroleum and chemical industry.

【技术实现步骤摘要】
本技术是一种交流移相控制，通过调节双向可控硅供电装置的控制角来调整交流网络中的电压，控制对象可以是阻性负载如电阻炉，也可以感性负载如带变压器地电炉，广泛适合于金属热处理、仪器、轻工、石油化工、冶金等各行业。目前现有技术用于交流调压的ZK－1及ZK－3电压调整器，虽然工作简单、重量轻、功耗小成本低，适用于阻性负载，但存在以下之缺点a.不能用于感性负载的交流调压；b.输入信号为0～10mA，不能满足4～20mA的输入信号使用；c.电路抗干扰能力差，易受外界的干扰；d.单相、三相电路均无电流截止负反馈及过流保护措施，易烧保险丝或元件，同时三相控制电路无电压负反馈，可靠性及线性均差；e.输入信号有死区，影响控制对象的精度；f.移相范围在0～150°，单结晶体管的挑选比较困难；g.三相电路平衡调整困难；h.单相电路为全波控制，三相电路为半波控制，易造成谐波分量，不适用大功率，且只能适用三相三线制电路；i.脉冲变压器输出采用双向可控硅时，门极控制 特性将受影响。本技术的目的是使双向可控硅电压调整器解决大功率重感性负载的单相、三相双向可控硅交流调压的控制，并具有高抗干扰能力及高可靠性，其特征使脉冲后沿固定，前沿可移，宽度为δ＝180°－α的强触发脉冲，达到最佳功率控制，解决在重感性负载情况下功率因数角φ≤90°、脉冲宽度δ、控制角α三者的关系，且使该电压调整器能完全与双向可控硅特性相匹配，具备a.有足够的对称触发功率，保证可控硅的对称性可靠开通。b.保证可控硅可靠关断，在可控硅关断区包括换向区要求可控硅门极开路，从而可防止门极dv／dt低，及漏电引起门极的误导通，提高换向能力。本技术的方案a.增加一个电流变换器，适合4～20mA输入信号，扩大仪表的功能，解决原产品只性适用0～10mA输入信号。b.为了解决原有电路抗干扰能力差，易受外界干扰，从三方面来解决(1)同步信号均由稳压二极管大幅度削波，且设置电阻、电容滤波器，使外界杂散干扰信号大幅度削减最低程度。(2)采用“与”门逻辑关系来得到触发信号。(3)电路中采用的晶体管均处于开关状态，解决漂移和抗干扰。c.为了进一步提高整机的性能，本技术在单相及三相电路中均设有电流截止负反馈及深度电压负反馈，克服三相电路中线性程度差的缺点，提高控制的稳定性。d.输出脉冲采用光电耦合形式，取代脉冲变压器，提高输出脉冲前沿，从而使输出功率增大。e.三相阻容移相器均带有独立的平衡调节电位器，使三相平衡易调。f.采用全波控制或三相四线全波控制，克服半控方式带来的谐波分量大的缺点。g.采用触发启动器，具有电子开关功能。本技术具体实施方式图1为单相电路原理的基本框图。图2为单相电路的原理图。图3为移相的矢量图。图4为三相电路原理的基本框图。图5为简化的I／V转换器原理图。图6为阻容移相器等效电路。为了生产及使用方便如图1所示，将双向可控硅电压调整器分为二部分把无相位要求的线路综合信号处理器、驱动器由电源变压器B101供电。另一部分把对相位有关的线路阻容移相器、相波器由同步变压器B201供电。同步变压器又分为两组电源，一组为带中心抽头同步电源送入阻容移相器，作为移相同步，另一组不带中心抽头电源送入相波器，作为电源同步，由综合信号处理器通过输入信号自动或手动，改变功率晶体管的阻抗以改变移相同步电压Umax Sin(wt＋α)的相位角α，如图2所示，相波器要求输入两个同步电压量(移相同步信号、电源同步，相波器具有“与”门逻辑关系处理功能，将交流正弦波形的相位移动转化为宽度变化的脉冲，经光电耦合控制驱动器输出脉冲，输入信号自动或手动，经综合信号处理器控制功率管阻抗，从而可以改变阻容移相器输出电压的相位角，又经相波器得到一个后沿固定前沿可移δ＝180°－α宽度可变的脉冲，经光电耦合，驱动器将脉冲功率放大后直接触发双向可控硅。这里采用光电耦合具有很好的隔离特性。驱动器在无信号输入时，无脉冲输出，同时使双向可控硅门极回路呈开路状态，提高了抗干扰能力。相波器、驱动器部分线路图只画出一相，如图2所示，其他二相完全相同。其中组成部分有综合信号处理器、阻容移相器、相波器、光电耦合驱动器、直流稳压电源。1.综合信号处理器包括晶体管BG102及其偏置组成的阻抗变换器；运算放大器IC101、稳压管DW102及其外围元件组成的4～20mA－0～10V的I／V转换器；二极管D112～D119，电阻R105、R106，电阻C101，电位器RW101组成负载电压负反馈电路；二极管D121～D128、可控硅3CT101、继电器J101组成的负载过电流截止负反馈电路；以及由集成功能块IC102、发光二极管D131、电容C108组成过电流报警电路；稳压管DW101、电位器RW102等组成手动给定，直流稳压电源。设置综合信号处理器的目的是将各种输入信号与反馈信号在此叠加综合成一个直流信号作为控制用信号，其中4～20mA－0～10V转换器的具体线路采用IC101运算放大器作为输入－输出的I／V转换，简化了的线路如图5所示，4～20mA信号经R1转换成1～5V，作同相输入比例放大，比例系数为1＋ (R4)/(R2∥R6) ，输入－输出关系式为Vo＝Vi(1＋ (R4)/(R2∥R6) )其中Vi＝Ii·R1，由于所需要转换成的信号为0～10V，因而在反相端加入了一个正的固定偏置电压Vb，Vb在输出端得到一个固定的－ (R4)/(R6) ·Vb电压以抵消由4mA起始值产生的起始电压，在具体线路中，当输入处于4～20mA下限时，调整RW103使输入信号指示表为0即可。综合信号处理器的输入级与阻容移相器之间存在着一个阻抗匹配问题，故设置了由三极管BG102等组成的射极跟随电路。在实际运行中，往往由于电网电压的波动，给系统的稳定性带来了一定的影响，在具体电路中考虑了负载电压负反馈，调节电位器RW101即可改变反馈量，将电网电压波动带来的影响减至最小程度。负载过电流截止负反馈的用途是当负载短路，主回路产生浪涌电流等因素造成可控硅或保险丝工作电流过载时起保护作用，这对感性负载的调压电路尤为重要，当主回路因各种因素电流超过额定值时，经主回路电流互感器输出端并联的电阻转换成交流电压信号，送入二极管D121～D128整流，电阻R119及电容C106滤波，当整流滤波后的直流信号超过稳压管DW105稳压值时，则DW105二端击穿，电压稳定，使可控硅3CT101立即开通，J101继电器吸合，由于J101的一组触点在晶体管BG102输入端，J101－1触点闭合，因而将输入短路，强迫仪表立即无输出，使主回路可控硅关断，同时J101－2另一组触点接通集成功能块IC102电源，报警电路工作，LED发光二极管D131闪烁发光，作报警指示，当主回路故障排除后，只要按面板上报警消除键，使3CT101重新阻断，J101继电器释放，又恢复正常工作，调节电位器RW104的值，即调节过电流量，当负载电流超过一定的额定电流时起保护作用。当切入“手动”时，调节面板上“手动调节”电位器RW102，手动信号即可从0～10V变化。2.阻容移相器部分是一个阻容移相桥，其中可变电阻器由晶体管BG101、三相整流桥D101～D108等效，此外还包括B20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有同步变压器、阻容移相器、驱动器、直流稳压电源组成的双向可控硅电压调整器，其特征在于ａ．把无相位要求的线路：综合信号处理器、驱动器由电源变压器Ｂ↓［１０１］供电。ｂ．把对相位有关的线路：阻容移相器、相波器由同步变压器Ｂ↓［２０１］供电。ｃ．综合信号处理器经光电耦合到驱动器。ｄ．三相电路各自带有隔离变压器。

【技术特征摘要】
1、一种有同步变压器、阻容移相器、驱动器、直流稳压电源组成的双向可控硅电压调整器，其特征在于a.把无相位要求的线路综合信号处理器、驱动器由电源变压器B101供电。b.把对相位有关的线路阻容移相器、相波器由同步变压器B201供电。c.综合信号处理器经光电耦合到驱动器。d.三相电路各自带有隔离变压器。2、根据权利要求1所述的双向可控硅电压调整器，其特征在于综合信号处理器其中由晶体管BG102及其偏置组成阻抗变换器，由运算放大器IC101、稳压管DW102及其他元件组成I／V转换器，二极管D112～D119、电阻R105、R106、电容C101、电位器RW101组成负载电压负反馈，二极管D121～D128、可控硅3CT101、继电器J101组成负载过电流截止负反馈。3、根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐伟达，丁华，杨涛，
申请(专利权)人：上海自动化仪表六厂，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]